【摘 要】 太原北車輛段2013年輪軸生產(chǎn)線改造的主體工程――車軸加工流水線建造投產(chǎn)，是全路第一條半龍門軌道機(jī)械手運(yùn)行模式流水線，設(shè)計(jì)五臺車軸機(jī)械手完成生產(chǎn)過程中車軸工件的自動(dòng)輸送作業(yè)。由于采用伺服系統(tǒng)的空中作業(yè)方式，最直接的優(yōu)點(diǎn)是輸送快速準(zhǔn)確、傳遞效率高、工作環(huán)境簡潔開闊，但另一方面由于是空中輸送，機(jī)械手上下料定位準(zhǔn)確性、運(yùn)行安全意識絲毫不能松怠。

　　【關(guān)鍵詞】 高級技師職稱論文,車軸加工流水線,車軸機(jī)械手,定位精度,運(yùn)行安全

　　我段輪軸車間在2013年5月至8月進(jìn)行了大規(guī)模改造，其中車軸加工流水線是最主要最醒目的改造亮點(diǎn)。該流水線設(shè)計(jì)能力單班作業(yè)60―70條輪軸，通過改造實(shí)現(xiàn)了車軸自動(dòng)傳輸、輪對自動(dòng)組裝、輪對自動(dòng)吊運(yùn)的目的，但自投產(chǎn)以來多次出現(xiàn)車軸機(jī)械手響應(yīng)后超程誤動(dòng)作的定位不準(zhǔn)問題、上下料過程中與設(shè)備磕碰干涉的檢測自判問題、取放料過程中安全聯(lián)鎖的缺陷設(shè)計(jì)問題。這些隱患問題已直接影響該車軸加工流水線正常運(yùn)行，急需制定措施進(jìn)行改進(jìn)，我們結(jié)合現(xiàn)場及視頻回放主要統(tǒng)計(jì)分析如表1。

　　1 車軸加工流水線現(xiàn)存問題

　　(1)車軸機(jī)械手接到指令后，取放料定位錯(cuò)誤不準(zhǔn)確的問題。

　　(2)上下料過程中車軸機(jī)械手及抓取的工件，存在與對應(yīng)設(shè)備或者外圍物體磕碰干涉的檢測自判問題。

　　(3)取放料過程中車軸機(jī)械手與承接臺(油缸、氣缸)安全聯(lián)鎖的缺陷設(shè)計(jì)問題。

　　2 原因分析及整改措施

　　(1)車軸機(jī)械手接到指令后運(yùn)行位置不準(zhǔn)問題，經(jīng)過多次用Twin CAT System Manager軟件在線檢測，分析造成定位不準(zhǔn)原因：①因人員無意識磕碰、電機(jī)動(dòng)力電纜干擾、外界環(huán)境干擾造成按鈕指令被錯(cuò)誤發(fā)出;②電纜線近50米造成傳送的指令信號電壓模擬量衰減變化;③操作臺給出的指令不穩(wěn)定;④電纜屏蔽層連接不好;⑤電纜自身質(zhì)量問題造成。逐一分析后再對上述原因歸總，可以概括為兩點(diǎn)：產(chǎn)生錯(cuò)誤信號或者信號發(fā)生改變。所以只有做到指令信號量從給出到傳達(dá)保持恒定，才能后期保障指令對應(yīng)的運(yùn)行位置準(zhǔn)確。對此，我們一方面在程序NC- Configuration中將cycle sticks從2ms調(diào)整為200ms，并將上料和下料指令按鈕從瞬時(shí)生效改為300ms持續(xù)生效，從而消除了瞬間干擾指令;另一方面我們增加了 EP1809-0021端子盒，它是1個(gè)濾波3.0ms的16輸入通道端子盒，也就是說它以3ms的高精度時(shí)間分辨率直接在設(shè)備上采集數(shù)字量輸入信號，直接將輸入信號轉(zhuǎn)變成二進(jìn)制數(shù)字量并通過以太網(wǎng)傳遞到鑲嵌式控制器，從而實(shí)現(xiàn)了電隔離傳遞，真正消除了信號干擾因素。

　　(2)車軸機(jī)械手在上下料過程中，存在抓取的工件與設(shè)備防護(hù)門磕碰、運(yùn)行的車軸機(jī)械手與軌道間障礙物碰撞的危險(xiǎn)。目前該車軸加工流水線上車軸機(jī)械手直線行駛可達(dá)90m/min，升降運(yùn)行可達(dá)30m/min，生產(chǎn)組織中，在設(shè)備及人員上方出現(xiàn)這些安全問題十分可怕，必須徹底消除這部分設(shè)計(jì)缺陷。對于前者我們在有防護(hù)門的設(shè)備上都加裝門開到位感應(yīng)開關(guān)，將門打開作為一個(gè)必備條件加入到車軸機(jī)械手上下料動(dòng)作中;另外在重點(diǎn)設(shè)備成型磨處，我們在自動(dòng)門打開后的兩側(cè)上方加裝車軸工件左右超長檢測開關(guān)，同樣將無檢測作為一個(gè)必備條件加入到車軸機(jī)械手上下料動(dòng)作中。對于后者我們在每個(gè)車軸機(jī)械手運(yùn)行方向前后增加激光測距開關(guān)，利用激光測距的關(guān)開量功能，通過設(shè)置距離(激光開關(guān)20mm外開始測量，測得2m時(shí)輸出信號)，用PLC來等待運(yùn)行防止碰撞，當(dāng)障礙物離開后，車軸機(jī)械手繼續(xù)執(zhí)行下一步動(dòng)作。

　　(3)取放料過程中車軸機(jī)械手與承接臺(油缸、氣缸)安全聯(lián)鎖的缺陷設(shè)計(jì)問題。首先我們需要清楚車軸機(jī)械手在與升降油缸、車軸存放輸送線升降氣缸相互配合動(dòng)作的關(guān)系，以車軸存放輸送線為例：①機(jī)械手從輸送線上取車軸時(shí)，上層輸送線及單層輸送線的對應(yīng)位置的傳感器必須感應(yīng)到車軸后機(jī)械手才能工作;②機(jī)械手從輸送線上取車軸時(shí)，下輸送線的對應(yīng)位置的傳感器必須感應(yīng)到車軸，升起傳感器感應(yīng)到升起，舉升壓力開關(guān)達(dá)到設(shè)定壓力，三個(gè)條件滿足機(jī)械手才能工作;③機(jī)械手向輸送線放車軸時(shí)，輸送線對應(yīng)位置的車軸傳感器不能感應(yīng)到該位置有車軸，否則機(jī)械手不工作。在掌握了設(shè)計(jì)動(dòng)作理念后，我們就發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)流水線時(shí)充分考慮了動(dòng)作條件，卻忽略了動(dòng)作過程中條件的丟失，如我們工件掉落問題，只要判斷條件滿足就讓車軸機(jī)械手去取料，但取料過程中突然人為下降，就需要立即終止或者等待。為止我們在主程序里又增加了一個(gè)Logic4緊急制動(dòng)功能塊，只要其中一個(gè)條件丟失就直接緊急制動(dòng)。

　　3 結(jié)語

　　車軸加工流水線是我單位鐵路客車輪對、貨車輪軸生產(chǎn)的主要設(shè)備，其技術(shù)狀態(tài)的好壞直接影響到日常生產(chǎn)能力乃至影響到全局客、貨車段修任務(wù)的完成。在對以上問題的分析研究并最終解決之外，我們提出了以下鞏固措施：一是將作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編入崗位作業(yè)指導(dǎo)書。二是制定作業(yè)區(qū)安全卡控管理措施。三是規(guī)范設(shè)備操作、定崗定人定責(zé)。四是加強(qiáng)設(shè)備自檢、巡檢力度，定期開展設(shè)備檢修工作。五是儲備好易損零部件，提高設(shè)備的自我處理能力。本文就車軸加工流水線的定位精度和安全運(yùn)行改進(jìn)的原因、經(jīng)過、措施做了簡要闡述，希望對今后流水線設(shè)計(jì)及技術(shù)改造有所幫助。

　　參考文獻(xiàn)：

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